วัดสันเปาโลสร้างขึ้นเพื่อใช้เป็นที่ทำพิธีทางศาสนา พร้อมกับใช้เป็นที่พักและที่สำคัญคือ มีหอดูดาวซึ่งใช้เป็นหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์ แห่งแรกในกรุงสยาม มีลักษณะเป็นหอคอยแปดเหลี่ยม

​

ส่วนคำว่า "สันเปาโล" นี้คงจะเพี้ยนมาจากคำว่า เซนต์ปอล หรือแซงต์เปาโล "Saint Paulo" ชาวบ้านมักจะเรียกกันว่า ตึกสันเปาหล่อ  

จากหลักฐานการขุดแต่งของกรมศิลปากรพอสรุปได้ว่าวัดสันเปาโลมีลักษณะทางสถาปัตยกรรมเป็นแบบไทยผสมยุโรปคล้ายกับบ้านวิชาเยนทร์ นอกจากจะมีหอดูดาวแปดเหลี่ยมแล้ว ยังมีเรือนพักและพบฐานสิ่งก่อสร้าง ซึ่งเข้าใจว่าเป็นโบสถ์ฝรั่งแต่ยังก่อสร้างไม่เสร็จ